Q235G钢连铸坯的高温力学性能分析.pdf

第9 卷增刊 1 过 程 工 程 学 报 Vol.9 Suppl. No.1 2009 年 6 月 The Chinese Journal of Process Engineering June 2009 Q235G 钢连铸坯的高温力学性能分析 陈登福， 高兴健， 王启明， 王水根， 宋立伟 (重庆大学材料科学与工程学院，重庆 400044) 摘 要：采用 Gleeble-1500D 热/力模拟试验机，测试了 Q235G 钢连铸板坯的高温力学性能，获得 600~1300 ℃范围内 铸坯的高温强度、热塑性和高温塑性模量随温度的变化规律. 测试结果表明，Q235G 钢铸坯的高温强度较小，600 ℃ 时抗拉强度约 164 MPa，屈服强度和抗拉强度均随测试温度降低而增大；铸坯具有良好的塑性，脆性区温度范围较窄， 第 I 脆性温度范围为 1300 ℃至熔点，第III 脆性温度范围为 750~850 ℃，在 850~1250 ℃内，该钢种连铸坯的断面收缩 率均大于 85%. Q235G 钢连铸坯的高温塑性模量随测试温度降低而增大，且塑性模量值较小，铸坯可以承受较大的均 匀塑性变形. 关键词：Q235G 钢连铸坯；高温强度；断面收缩率；塑性模量 中图分类号：TF777.1 文献标识码：A 文章编号：1009−606X(2009)S1−0210−04 1 前 言 2 实 验 连铸坯的质量对最终产品质量有重要的影响. 在 2.1 实验设备和测试试样 连铸坯的质量问题中，裂纹是影响铸坯质量的主要障 实验采用美国 DSI 科技联合体研制生产的 碍，统计表明，在铸坯的各类缺陷中，裂纹缺陷所占的 Gleeble-1500D 热/力模拟试验机测试Q235G 钢连铸坯试 [1] ；裂纹也是连铸生产过程中最难解决 比例在50% 以上 样在高温下的力学性能. 该模拟机由加热系统、力学系 的质量问题之一. 统、计算机与数据采集系统组成，可实现温度和力学参 裂纹产生的原因极其复杂，受铸机设备、凝固冷却 数(载荷、变形量、应变等) 的精确控制，整个测试在计 [6,7] 条件及工艺操作等多方面因素的影响；但最本质的影响 算机控制下进行，是模拟连铸工艺的理想设备 . 因素是连铸坯在高温凝固过程中的力学行为，即在连铸 测试所用的试样取自某钢厂 2 号连铸机生产的连 过程中铸坯在高温下的强度极限、塑性变形行为等随温 铸板坯，化学成分见表 1. 度变化的关系以及铸坯受到的高温热应力和机械应力 根据测试仪器的要求，将试样加工成φ10 mm×120 总和的大小. 如果铸坯所受应力超过了其在高温相应温 mm 的标准热拉伸圆棒试样，如图 1 所示. 试样两端加 度下的断裂强度或断裂极限应变，铸坯就将产生裂纹. 工 M10 普通螺纹，便于卡块与试样的电/热接触和固定 因此，研究铸坯在凝固过程中的高温力学性能，是控制 试样. 和改善铸坯质量的基础. 为了保证在中低温度下顺利完成实验，将测试温度 早在 20 世纪 60 年代末，Childs 等[2]就对连铸钢的 小于 950 ℃时的测试试样中间大部分区域(约 70 mm 左